专题05 化学方程式、质量守恒定律（知识梳理+专题过关）（解析版）

专题05 化学方程式、质量守恒定律（第5单元）【知识梳理】一、质量守恒定律1.             的各物质的             等于反应后生成的各物质的             。这个规律叫质量守恒定律。             变化都遵循质量守恒定律。质量守恒定律不能适用于解释             变化。定律只适用于             守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等。2.化学反应前后，                                  。故化学反应前后各物质的质量总和必然相等，符合质量守恒定律。3.在化学反应前后，一定不会变化的是      ，一定会变化的是      ，可能改变的是    。①原子的数目   ②分子的数目   ③元素的种类  ④物质的种类  ⑤原子的种类  ⑥物质的总质量  4.验证质量守恒定律的实验要求：必须                                  。如有气体参加或生成，则必须          进行。5.实验1 红磷在锥形瓶中燃烧 ①反应原理:                                   ②实验现象：                                  ③实验分析：实验时气球先鼓起后变瘪的原因：由于                                  ，导致气球膨胀；                                  ，所以气球变瘪。锥形瓶底部铺一层细沙的目的                                  。气球的作用：                                  在称量反应后的物质质量时，必须等锥形瓶（或烧杯）                                  ，以免称量前后因                                  对实验结果产生影响。④实验改进：用如图所示装置验证质量守恒定律的优点是                                  6．实验2　铁钉放入硫酸铜溶液中①反应原理：                                  ②实验现象：                                  7.实验3 碳酸钠粉末和稀盐酸反应 ①反应原理:                                  ②实验现象：                                  。8.实验4 镁条在空气中燃烧①反应原理：                                  ②实验现象：                                      ，反应前后用天平称量时，指针          9.质量守恒定律的应用（1）解释判断一些现象，依据                    。铁生锈后固体质量增加，该反应遵守质量守恒定律吗?答：          。铁生锈是铁和空气中的氧气、水等发生化学反应的过程，参加反应的                  的质量之和与反应后生成铁锈的质量相等，故铁生锈后固体质量会增加。冰融化后，得到水的质量与原来冰的质量相等，这个变化是否符合质量守恒定律？为什么？答：                  。质量守恒定律只适用于          变化。冰变成水是          变化。（2）定性判断物质的元素组成，依据：                  。（3）根据质量守恒定律进行简单计算，依据：                  。（4）微观示意图，依据：                  不变，反应物的总质量 = 生成物的总质量。【答案】一、1.参加化学反应；质量总和；质量总和；任何化学；物理；质量2.原子种类、数目不变，原子的质量也不变3.①③⑤⑥  ； ④ ； ②4.发生化学反应且有明显现象；在密闭容器中5.①P＋O2P2O5  ②白磷燃烧，产生大量 白烟 ，放出大量的热，气球鼓起，冷却后气球变瘪，最终天平平衡。③红磷燃烧放出大量的热，使锥形瓶内气体温度升高，锥形瓶内压强增大；红磷燃烧消耗锥形瓶内的氧气，瓶内气体减少，冷却后瓶内压强减小；防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂；调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换；冷却至室温后再称量；温度不同④装置简单，操作方便，现象明显（合理即可）6.①Fe＋CuSO4→FeSO4＋Cu  ②铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 ，实验结束后天平平衡。7. ①Na2CO3＋ HCl→NaCl＋H2O＋CO2  ②有大量气泡产生，实验结束后天平指针向右偏转。8.①Mg＋O2 MgO ②镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生少量白烟，生成白色固体；可能向左或向右偏转，也可能不偏转。9.①反应前后物质总质量不变；遵守；铁、氧气和水等物质；不符合； 化学  ； 物理  变化。②化学反应前后，元素种类和质量不变。③化学反应前后总质量不变。④原子种类、数目二、化学方程式1.化学方程式的含义：含　 义实例（C+O2 CO2）①表示                                  反应物是碳、氧气，生成物是二氧化碳，反应条件是点燃 ②表示                                 　　　C　 +　O2　 CO2　　　12 ：16×2　 ：（12+16×2）　　　      12 ： 32　 　：　 44③表示                                C　 +　 O2 CO21　 ：  1　　：　12.化学方程式的读法（以C+O2CO2为例）：（1）质的方面：                               （2）量的方面：                               （3）粒子方面：                               3.书写化学方程式时应遵循两条原则：（1）必须以             为依据；（2）遵守             。4.书写化学方程式后要检查：一查         ；二查         （等号两边各种原子的总数是否相等）；三查         ；四查         。【答案】二1.含　 义 ①表示反应物、生成物以及反应条件  ②表示反应物、生成物之间的质量关系（即质量比）  ③表示反应物、生成物之间的粒子数关系（粒子个数比）  2.（1）碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳。（2）每12份质量的碳和32份质量的氧气完全反应生成44份质量的二氧化碳。（3）每1个碳原子和1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子。3.客观事实；质量守恒定律4.化学式；配平；反应条件；生成物的状态【专题过关】1. （广东河源市江东新区2021-2022上学期期末）2021年6月3日凌晨在西昌卫星发射中心用长征运载火箭成功发射风云四号02星，发射该卫星的火箭用联氨（N2H4）做燃料，用四氧化二氮（N2O4）助燃，该反应的化学方程式是2N2H4+N2O4=3X+4H2O。请你写出X的化学式A. NO B. N2 C. NH3 D. O2【答案】B【解析】由质量守恒定律可知，化学反应前后原子个数守恒，反应前氮原子的个数是6个，氢原子的个数是8个，氧原子个数是4个，反应后氢原子的个数是8个，氧原子个数是4个，缺少6个氮原子，所以3X中共有6个氮原子，则X由2个氮原子构成，故X的化学式为N2。故选B。2. （广东阳江市阳东区2021—2022学年第一学期期末）地质人员考察时发现一种螺纹的矿石。研究发现该矿石能在氧气中燃烧，主要反应是，下列说法正确的是（   ）A. 该物质的化学式是FeS2B. 该物质由铁、硫、氧三种元素组成C. 参加反应的氧气与生成的二氧化硫的分子个数比为8∶11D. SO2中硫、氧元素质量比为1∶2【答案】A【解析】A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则4X分子中含有4个铁原子和8个硫原子，则每个X分子由1个铁原子和2个硫原子构成，则物质X的化学式为FeS2，故选项说法正确；B、该物质由铁、硫两种元素组成的，故选项说法错误；C、参加反应的氧气与生成的二氧化硫的分子个数比为11：8，故选项说法错误；D、SO2中硫、氧元素质量比为32：（16×2）=1：1，故选项说法错误。故选:A。3. （安徽安庆市桐城市第二中学2021-2022学年度第一学期期末）下列反应能发生且化学方程式书写正确的是A. 镁在氧气中燃烧B. 水在直流电作用下分解C. 用铁置换硫酸铜D. 硫磺的燃烧 【答案】A【解析】A、方程式书写正确，正确；B、状态符号漏写，水通电生成氢气和氧气，；错误；C、铁和硫酸铜生成铜和硫酸亚铁，，错误；D、状态符号错用，硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫：；错误；故选A。4.（广东阳江市阳东区2021—2022学年第一学期期末）我国科学家研制出在可见光下将水和二氧化碳转化为甲烷的复合光催化剂，其催化反应的微观示意图如下，下列说法不正确的是A. 反应前后催化剂的化学性质不变 B. 反应前后氧元素的化合价不变C. 反应前后分子总数不变 D. 对缓解人类能源危机有重要意义【答案】B【解析】由图示可知，该反应的反应物是二氧化碳和水，生成物是甲烷和氧气，反应的化学方程式为：CO2+2H2OCH4+2O2。A、反应前后催化剂的化学性质不变，故A正确；B、由物质的变化和化合价原则可知，氧元素的化合价由-2价变为0价，反应前、后氧元素的化合价发生了变化，故B错误；C、由方程式可知，反应物、生成物的分子个数比=3：3=1：1，反应前后分子总数不变，故C正确；D、由物质的变化、性质和应用可知，该反应能消耗二氧化碳，生成具有可燃性的甲烷，对缓解人类能源危机有重要意义，故D正确。故选B。5. （安徽安庆市桐城市第二中学2021-2022学年度第一学期期末）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下反应，测得其反应前后各物质在密闭容器中所占的质量分数如下、下列说法正确的是物质甲乙丙丁反应前质量百分比15%m60%20%反应后质量百分比n5%070%A. 乙物质是该反应的催化剂 B. 该反应是化合反应C. 反应中甲和丙的质量比是15：60 D. 丙物质一定是化合物【答案】D【解析】由图表可知，m=1-15%-60%-20%=5%，n=1-5%-0-70%=25%。A. 乙物质质量分数前后不变，则乙可能为该反应的催化剂或不参与反应，错误；    B. 甲、丁分数变大为生成物，丙分数减小为反应物，该反应为丙生成甲、丁，符合一变多特点，是分解反应，错误；C. 反应中甲和丙的质量比是（25%-15%）：（60%-0）=1:6，错误；D. 丙分解生成两种物质，则丙物质一定是化合物，正确。故选D。6. （四川遂宁市绿然国际学校2021-2022上学期期末）2021年10月16日，我国发射的神舟十三号载人飞船外壳材料中含有钛合金，钛的生产过程中发生的反应之一为：，下列有关该反应的说法错误的是A. X的化学式为CO B. TiO2是氧化物C. C和X两种物质的质量比为1:1 D. 反应前后碳元素的化合价发生变化【答案】C【解析】A、根据质量守恒定律， 化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Ti、O、Cl、C的个数分别是1、2、4、2，生成物中含Ti、O、Cl、C的个数分别是1、0、4、0，故生成物中还应含2个O、2个C，故X的化学式为：CO，不符合题意；B、TiO2是由Ti、O两种元素组成的化合物，属于氧化物，不符合题意；C、X为一氧化碳，C和一氧化碳两种物质的质量比为：（2×12）：（2×28）=3:7，符合题意；D、由化学方程式可知，化学反应前后，碳元素由游离态转化为化合态，碳元素的化合价一定发生了变化，不符合题意。故选C。7.（上海市静安区2021-2022上学期期末）化学反应前后，发生变化的是A. 原子个数 B. 分子种类 C. 元素种类 D. 物质总质量【答案】B【解析】根据分析，原子个数、元素种类、物质总质量均不发生变化，只有分子的种类发生了改变，故选B。8. （广东省汕头市潮阳实验学校2018-2019学年上学期期末）甲、乙、丙、丁三种物质在反应前后质量关系如图所示，下列有关说法错误的是（　　 ）A. x的值是7 B. 参加反应的甲和乙的质量比为7:13C. 丁一定是化合物 D. 丙可能是该反应的催化剂【答案】B【解析】A、x＝14+26+5﹣2﹣36＝7，该选项说法正确；B、参加反应的甲和乙的质量比为：（14﹣2）：（26﹣7）＝12：19，该选项说法不正确；C、反应后甲、乙质量减小，是反应物，丁质量增大，是生成物，即甲和乙反应生成丁，是化合反应，因此丁是化合物，该选项说法正确；D、丙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，该选项说法正确。故选B。9. （广东省汕头市潮阳实验学校2018-2019学年上学期期末）用CO2和NH3合成尿素CO(NH2)2是固定和利用CO2的成功范例，其反应的化学方程式为： CO2 + 2 NH3═ CO(NH2)2 + X，下列说法不正确的是（　　   ）A. NH3中氮的化合价为-3价 B. 该反应是充分利用CO2的一种有效途径C. X的化学式是H2O D. 参加反应的CO2与NH3的质量比是44:17【答案】D【解析】A、NH3中氢元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氮的化合价为﹣3价，该选项说法正确；B、该反应是充分利用CO2的一种有效途径，该选项说法正确；C、由CO2 +2NH3═CO（NH2）2 +X可知，反应前后碳原子都是1个，氮原子都是2个，反应前氧原子是2个，反应后应该是2个，其中1个包含在X中，反应前氢原子是6个，反应后应该是6个，其中2个包含在X中，X的化学式是H2O，该选项说法正确；D、参加反应的CO2与NH3的质量比是：44：34＝22：17，该选项说法不正确。故选D。10. （安徽阜阳市太和县2020-2021学年度第一学期期中）下图为一个化学反应的微观示意图，其中“”表示H原子，“”表示Br原子，下列有关说法中正确的是（ ）A. “”表示两个氢分子             B. 反应前后原子种类不变              C. 反应涉及两种单质和两种化合物       D. 反应化学方程式为：【答案】B【解析】利用图示所给的信息结合相关的变化过程可得据此对相关选项中的问题进行分析探讨即可。A、图示中“”表示的是一个氢分子，故此选项错误；B、由分析知该反应的化学方程式为H2+Br22HBr， 可知反应前后原子种类不变，故此选项正确；C、从化学方程式可知反应物中H2和Br2是由一种元素组成的纯净物，属于单质，HBr是由两种元素组成的纯净物，是化合物，所以该反应涉及到两种单质与一种化合物，故此选项错误；D、从图示可以看出，该反应化学方程式为H2+Br22HBr，故此选项错误。故选B。11. （河南信阳市息县2021-2022学年上学期期末)下列有关叙述对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是选项叙述化学方程式基本反应类型A铝的“自我保护”化合反应B工业上制CO2分解反应C铁与盐酸混合置换反应D吸收二氧化碳置换反应A. A B. B C. C D. D【答案】C【解析】A、该化学方程式氧化铝的化学式书写错误，正确的化学方程式应为： ，故选项A不符合题意；B、该化学方程式反应条件应为高温，正确的化学方程式为：，故选项B不符合题意；C、铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，方程式正确，该反应一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故选项C符合题意；D、用氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠和水，方程式正确，该反应不是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，不属于置换反应，故选项D不符合题意。故选：C。12. （江苏镇江市2021~2022学年第一学期期末）下列指定反应的化学方程式正确的是A. 镁在空气中燃烧：B. 铝和稀盐酸反应：C. 铜在潮湿空气中生锈：D. 过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气：【答案】D【解析】A、镁在空气中燃烧：，错误。B、铝和稀盐酸反应：，错误。C、铜在潮湿空气中生锈：，错误。D、过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气：，正确。故选：D。13. （江苏镇江市2021~2022学年第一学期期末）二氧化氯（ClO2）可灭杀新型冠状病毒（2019-nCoV），ClO2遇水发生反应的化学方程式为：。下列说法不正确的是A. X为Cl2，可用于自来水杀菌消毒 B. 反应中共有3种氧化物C. 反应中氯元素的化合价降低 D. ClO2应密封干燥保存【答案】B【解析】【详解】A、根据质量守恒定律可知，反应物中共有8个氯原子，18个氧原子，4个氢原子；生成物中共有4个氢原子，4个氯原子，18个氧原子。所以X的化学式为Cl2。氯气可用于自来水杀菌消毒。A正确。B、ClO2、H2O是氧化物，HClO不是氧化物，共有2种氧化物。B错。C、反应前ClO2中氯元素的化合价为+4，反应后HClO中氯元素的化合价为+1，反应中氯元素的化合价降低。C正确。D、ClO2遇水发生反应生成次氯酸、氧气和氯气。为防止二氧化氯变质，所以ClO2应密封干燥保存。D正确。综上所述：选择B。14.（河北唐山市遵化市2021-2022学年度第一学期期末）已知：，下图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是A. 固体中氧元素的质量 B. 固体中MnO2的质量C. 生成O2的质量 D. 固体中钾元素的质量分数【答案】A【解析】A、给固体混合物加热一段时间后，氯酸钾会分解产生氧气，生成氧气的质量随反应的进行不断增多，至氯酸钾完全分解后保持不变，则固体中氧元素的质量随反应的进行会变少，至完全反应后不变且不为零（剩余固体中含催化剂MnO2，MnO2中含氧元素），符合题意；B、二氧化锰在反应中为催化剂，反应前后质量不变，不符合题意；C、随着反应的进行生成氧气的质量不断增加，直至完全反应，不符合题意；D、反应前后固体中钾元素的质量不变，但总混合物的质量不断减少，反应停止后不变，故固体中钾元素的质量分数不断增大，反应结束后不再变化；答案：A。15. （上海市静安区2021-2022上学期期末）NaCl溶于水形成NaC1的水溶液，NaC1水溶液通电发生化学变化，不可能得到的产物是A. Cl2 B. NaNO3 C. H2 D. NaOH【答案】B【解析】NaCl中含有两种元素，钠和氯。H2O中含有两种元素，氢和氧。根据质量守恒中的元素守恒，氯化钠水溶液通电发生化学变化，不可能生成硝酸钠（NaNO3）。事实上，氯化钠溶液通电发生电解，生成的产物是氢气、氯气、还有氢氧化钠。16. （广东省汕头市潮阳实验学校2018-2019学年上学期期末）下图为甲醇（CH3OH）在空气中完全燃烧的微观示意图。（1）上述反应的化学方程式为______________。（2）请将上图中两个方框的微观粒子补充完整___________。（3）该反应后的两种生成物都是__________（填字母）。A 纯净物    B 氧化物  C 化合物   D 混合物【答案】    ①. 2CH3OH+3O22CO2+4H2O    ②.     ③. ABC【解析】（1）甲醇的燃烧需要氧气，结合有关的图示微观情况可知，产物中含有水和二氧化碳，故该反应的方程式为2CH3OH+3O22CO2+4H2O；（2）由方程式可知CH3OH、O2、CO2、H2O分子个数比是2：3：2：4，且发现产物质含有一个没有反应的氧气分子，故可知该图示应该这样补充完整，（3）该反应后的两种生成物是含有两种元素的纯净物，且其中一种元素是氧元素，故两者都属于纯净物中的化合物，也是化合物中的氧化物，故选ABC；故答案为（1）2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O；（2）（3）ABC；17.（江苏省泰州中学附属初级中学2021-2022上学期期末）请回答下列问题：Ⅱ.如图是验证质量守恒定律的实验（3）其中细沙的作用是_______，实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果______(填“有”或“没有”)影响。【答案】  ①. 防止瓶底炸裂；    ②. 没有。【解析】锥形瓶内事先放少量细沙的作用是防止瓶底炸裂；红磷点燃前后，天平始终保持平衡，说明参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果没有影响。这是因为无论红磷是否完全反应，天平都保持平衡；故填；防止瓶底炸裂；没有。18.（四川德阳市第二中学2021-2022上学期期末）化学是一门以实验为基础的科学。II、小红同学设计了如右下图所示实验证明“质量守恒定律”。（4）她将整个装置放置在天平上称量，记录数据。然后取下装置，将气球中的碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中，看到有大量气泡产生，发生反应的化学方程式为______。（5）观察看到气球胀大，气球大小不再变化时，重新将装置放在天平上，发现天平的指针向右偏了。她感到困惑：操作均正确，但测量结果与预期不符？你认为出现该现象的最合理解释是______。A. 反应后原子的数目减少B. 该反应生成的物质总质量小于参加反应的物质总质量C. 气球变大，在空气中产生向上的浮力干扰实验结果D. 该反应生成了气体，不遵守质量守恒定律【答案】 ; C【解析】（4）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为（5）A、该反应为化学反应，遵循质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，不符合题意；B、该反应为化学反应，遵循质量守恒定律，该反应生成物的总质量等于反应物的总质量，不符合题意；C、空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果，符合题意；D、所有化学反应均遵守质量守恒定律，不符合题意。故选C。19. （安徽阜阳市太和县2020-2021学年度第一学期期中）有氯酸钾和二氧化锰的混合物共26.5g，加热使之反应，待反应至不再有气体生成后，将试管冷却、称量，得到剩余固体16.9g。求：（1）制取氧气的质量？（2）原混合物中氯酸钾的质量？【答案】（1）9.6g；（2）24.5g【解析】加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰在变化过程中为催化剂，反应前后质量和化学性质都不变；利用质量守恒定律，由反应前后固体物质的质量差，可求得放出气体氧气的质量；根据反应的化学方程式，利用生成氧气的质量可计算完全反应后混合物中氯酸钾的质量。【解析】（1）待反应至不再有气体生成后，制取氧气的质量＝26.5g﹣16.9g＝9.6g；（2）设完全反应消耗氯酸钾的质量为x， x＝24.5g，答：（1）制取氧气的质量9.6g；（2）原混合物中氯酸钾的质量为24.5g。